轰轰烈烈的海上抢装潮结束，我国海上风电在2021年取得了耀眼的成绩，新增装机量约10.8GW，一跃成为全球最大海上风电场。
进入1月份，400MW规模海上风电机组开启招标，1300MW规模海上风机中标信息公示，江苏、上海相继公布近3000MW海上风电竞配结果……如此这般热闹的海上风电市场，还在延续着2021年的辉煌。
但是，我们也不得不注意到2022年海上风电的国补取消，而现阶段海上风电实现平价上网略有距离。
尽管海上风电在2021年完成了远超预期的规模，我国海上风电依旧面临着大而不强的局面。
成为海上风电强国，我们还将面临哪些挑战，又将如何攻坚克难?
一味追求大型化并不是一件好事
国补取消不可逆转，对风电行业来说，最需要做的还得是补短板锻长项。
在这几年的追赶中，海上风电得到迅速发展，我们已经从近海走向深远海，机组也不断朝着10MW以上发展着。
大容量机组意味着降本，也是业内普遍所追求的一种趋势。
在“单位千瓦成本一定，追求发电量最高”的前提下，海上风电机组大功率所带来高发电量，可以使运输、吊装、线路等费用大大降低。从2021年风能展上，各个整机商公布的机型来看，金风科技、明阳智能、电气风电、运达风电、东方电气和中国海装均推出了10MW以上的风电机组。
中国海装学科带头人董晔弘在接受「能见」采访时表示：“海上风电增效降本的一个重要途径就是风电机组大型化，而到底多大的机组比较合适，目前整个行业都还在研讨中，但是大型化这是必然趋势。”
董晔弘进一步分析：“目前来看，10-16MW规模的机组技术成熟还需要2-3年，但未来有了更成熟的技术依托，20MW机组发展则会更快。”
“大容量机组是带动全生命周期度电成本降低和技术先进性的趋势。”金风科技总工程师翟恩地对「能见」说：“从招标公告上就可以看出，机组大型化已经不只是海上风电的趋势，陆上风电亦是。”
根据1月发布的海上风电项目风机采购信息：浙江台州一号海上风电场单机要求7-9MW;山东昌邑莱州湾一期单机容量在6MW以上;阳江青洲一、青洲二海上风电项目均采用明阳MySE11-230半直驱抗台风型风电机组;三峡平潭外海海上风电项目要求单机容量8MW。
翟恩地进一步补充：“具体项目需要多少容量匹配，这取决于当地的风资源。像福建、广州等风资源较好的区域，会优先选择大容量机组。但是对于一些风资源相对一般，比如7m/s平均风速或者更低的地区，会受限于一些条件的制约。”
从目前所了解的信息结合我国海域划分来看，江苏以北的地区搭配10MW以下的占比较大，江苏以南10MW以上更适配。
全产业链技术突破推动平价
“2022年是我们行业从建设高峰迈入技术沉淀的休整期。”翟恩地表示，海上风电是必须要进入平价的，但更多的需要通过技术创新来走入平价，技术才是拉动海上风电规模化发展的基石，靠国家补贴是走不长的。
董晔弘认为：“每一轮抢装潮之后，会有一个低谷期，在这个低谷期更应该做的是修炼内功。因此，我们在这一阶段更应做的是全方位技术突破，来达到降本的目的。”
海上风电的成本构成与陆上风电最大的不同之处在于海工工程，这一工程更为复杂。
数据显示，在海上风电成本构成中，风机叶片、传动系统以及塔筒分别占比为6%、18%、8%，安装成本为20%，海上电力设施以及海上风电基座等成本占比25%，其余还包括前期勘察、工程维护管理、保险等费用。
“海上工程施工的成本不亚于机组本身的成本。”董晔弘直言，“从技术上应对降本，一方面大力加强海上施工能力建设，另一方推动开发新的施工工艺，使得风电+海工相融合。”
翟恩地认为：“海上风电的平价应从三个方面突破，一是通过技术创新实现统一规划、集中连片的规模化开发态势;二是海工工程的降本是非常重要的领域，建设高峰期之后海工工程的价格也应回归合理;三是随着自动化、数字化和人工智能的发展，海上风电的运维也会走向智能化。”
“海上风电场运维成本占风电场全生命周期的度电成本的20-30%，要实现降本就需要引入更智能化的技术手段来改变传统运维模式，比如高端运维装备，包括船舶、运维工装;智能化的机组故障及预警监测及识别;人工智能在运维策略领域的应用等技术。”董晔弘解释说。
此外，翟恩地还建议：“海上风电未来发展还可以推进‘源网荷储’，在沿海用能大户中，集中式平价上网略有困难的，可以考虑海上分散式，通过用能协商促进海上风电消纳。”
海上风电实现平价的几大关键因素，装备、建安、运维等海上风电产业链的核心，在技术突破上均存在着加速推进的问题。
将风电产业的关键环节捏在手中
2020年12月30日，中国工程院院士、中国华能集团董事长舒印彪在“海上风电支撑我国能源转型发展战略研究”结题评审会上指出，应从两个方面认识海上风电的重要定位：战略意义上，海上风电在实现我国“碳达峰、碳中和”目标具有重要地位;科技意义上，风电各产业链技术是国际必争的制高点。
从资源禀赋来看，我国海上风能资源丰富，共拥有长度约1.8万公里的大陆海岸线，近海风能资源储量较大，适合大规模开发建设海上风电场，海上风速高风机单机容量大，年运行小时数最高，可达4000小时以上。
同时，该研究项目对我国海上风能资源、开发条件、近海风电装机容量进行了初步评估，根据评估结果，仅考虑0—50米海深、平均风功率密度大于300瓦/平方米区域的开发面积，按照平均装机密度8兆瓦/平方千米计算，我国海上风电装机容量可达到3009GW。
在“双碳”背景下，海上风能清洁低碳，资源储量大，适合大规模开发，有望成为沿海地区未来主力电源之一，可以有效提高我国的能源供给安全系数，在改善能源结构的同时保障能源供应安全。
那如何理解风电各产业链技术是国际必争的制高点?
“部件和系统集成同样重要。”董晔弘认为，海上风电大型化趋势越来越明显，那么可靠性、智能化的需求会越来越高。在这样的需求下，部件的关键技术处于重要位置，设计、制造和匹配能力决定了机组开发的能力。而机型大型化的趋势一定程度上由叶片发展水平决定，叶片越大质量越重，同时也越难制造，新工艺的应用就需要得到创新发展。
另一方面，从系统性能匹配层面，作出合理优选。作为整机商需要去判断，当前技术发展能够做到哪种程度?应该做到哪种程度?做到什么样的程度才能够应对当前的平价趋势。
其实简单来说就是关键部件国产化。董晔弘介绍：“目前国内已成熟的机型除主轴承外，实现国产化是完全没问题的。”
作为核心部件的轴承，国内高端精密轴承研究起步较晚，主轴轴承的设计与制造等方面距离国外顶尖水平仍有较大差距。“谁能把这些部件关节打通，谁就能在下一个阶段的市场竞争中占据有利地位。”董晔弘说道。
目前我国海上风电规模全球第一，但规模不一定代表实力，真正代表实力的是综合竞争力。
翟恩地表示：“中国的风电产业，从全球来说，规模化、健全度都是领先的，但为什么还不能够称之为风电强国，原因在于海上风电产业所面临的叶片、轴承、传动链以及设计软件都属于‘卡脖子’范畴。”
此外，翟恩地还谈到：“未来的海上风电发展一定会走向深远海，漂浮式海上风电一定是兵家必争之地。漂浮式海上风电技术要要远远复杂于现在固定式海上风电，更远远复杂于陆上风电，这一定是整机商的技术的核心要素，谁在这方面能够胜出，谁就占据了未来技术制高点。”
纵观我国能源革命发展历程，其实也在反映着核心技术从无到有，从落后到追赶，从追赶到并跑乃至超越的过程。在绿色能源的舞台上，水电、核电、特高压都已成为“国家名片”。
“未来风电也将成为一张新的名片。”翟恩地期许。
来源：中国能源网
